用於裝配元件載體的裝配裝置的製作方法

2023-05-11 22:20:41 1

專利名稱：用於裝配元件載體的裝配裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及藉助一種裝配頭裝配帶有電元件的元件載體的裝配裝置，該裝配頭由一個可相對元件載體移動並至少可在其旁移動地被支承的、用於多個元件抓取器的支架組成。
這樣一種裝配裝置例如已由EP-C 0 315 799公知。在那裡裝配頭作為轉盤頭構成，其中一個可在兩個坐標方向上行進的基座具有用於元件的多個操作臺。在基座上可轉動地支承著一個用於多個星形布置的吸管的支架。吸管首先備有元件。其中支架的步進驅動旋轉裝置使元件在不同的操作臺旁經過。操作臺中的一個是譬如光電臺，用於識別吸管上元件的狀態。在下一臺上元件被轉動到它的精確插放位置上。為了在印刷電路板上插放，吸管將相繼地旋轉到與印刷電路板垂直的位置上。在操作臺旁邊基座設有一個位移驅動裝置，它將每次作用於待插放的吸管上並使其下降到印刷電路板上。
本發明的任務則在於提高裝配裝置的裝配效率。
根據本發明，該任務將通過權利要求1來解決。在公知的裝配裝置上藉助位移驅動裝置每次僅能操作一個抓取器。由於將位移驅動裝置設置在不轉動的支架上使構型的可能性受到限制，尤其是在提高抓取器數目方面受到限制。
通過根據本發明的對每個抓取器配置移動驅動裝置可以作到以不同的構型設置抓取器並能適應裝配裝置的不同功能。由此可使裝配效率相應地提高。
本發明有利的改進是從屬權利要求中的特徵。
通過根據權利要求2的改進可以取消固定在基座上的轉動臺。也可以，根據權利要求3將移動驅動裝置及轉動驅動裝置組合在一個聯合的響應單元中。這樣一種驅動單元例如已作為組合的轉動-提升驅動裝置公知，其中旋轉運動藉助環形分布的磁鐵來產生，及提升運動通過多個軸向串聯的磁環以線性電機的方式實現。這種驅動單元可緊湊及輕便地構成，這便於安裝到裝配頭中。
根據現有技術的裝配頭僅具有一排吸管。那裡不能實現多排的解決方案，因為出於結構的原因靜止的位移驅動裝置僅能操作一排抓取器。而使用自身的抓取器驅動裝置可用多排方式布置抓取器，由此使裝配效率相應提高。
通過根據權利要求5及6的另一構型，可以從操作臺操作多個抓取器排。這種操作臺例如被設置在支架圓周上，因此就可無問題地固定在裝配頭的非轉動基座上。
如果抓取器排彼此小距離地布置，則可根據權利要求7譬如由一個攝象機檢測兩個排。
通過根據權利要求8的支架的轉輪形構型，可精確地引導抓取器及使其固定在不同的角度位置上。
通過根據權利要求9的設計方案裝配頭可移動到裝配裝置的不同區域中，以便取出元件及將它傳送到元件載體上。另一作用例如在於，裝配頭移動到吸管更換倉，以便接收合適的吸管。一個特別的優點在於裝配頭首先在輸送區中使所有的抓取器吸取元件，然後行進到元件載體上及相繼地插放元件。
根據權利要求10及11的進一步構型可直接實現抓取器的多排結構及效率的相應提高。
在根據權利要求12及13的進一步構型中，支架可在元件載體上面平面地轉動並由此覆蓋裝配區域的大部分。這樣可使傳送運動的一部分通過支架的轉動來實現。這意味著元件輸送裝置及裝配區域之間的行進路程可保持很小。
通過根據權利要求14的進一步構型可作到垂直行進方向的位置距離藉助轉動來達到。在此情況下，相應的抓取器可行進到與側向距離相對應的角度位置上，其中裝配頭通過相應的重疊移動距離來補償轉動角度的縱向分量。元件的角度位置在轉動過程中同樣要根據支架的角度位置被校正，以便取得相應的轉動位置。其特別的優點在於，這裡可避免用移動臂交叉引導裝配頭。
在根據權利要求15的進一步構型中，抓取器可轉動到與取件位置側向距離相應的轉動位置上，以使得這裡大部分傳送距離可通過支架的轉動來實現。當所有的抓取器佔有元件時，裝配頭將以簡單直線運動返回到裝配中的裝配區域中。
通過根據權利要求16的進一步構型可以使裝配效率這樣地提高，即裝配頭交替地裝配及吸取元件。在此情況下有利的是，在印刷電路板兩側上設置元件輸送裝置，由此各裝配頭可無問題地彼此避開。但也可以使用多個裝配頭，每個裝配頭覆蓋裝配區域的一部分區域。此外也可以在裝配區域中設置多個印刷電路板，它們由相應多數目的裝配頭來操作。
通過根據權利要求17的進一步構型可使得用於兩個裝配頭的驅動及導向成本顯著地降低。驅動系統譬如可作為線性電動機來構成，在其上面兩個裝配頭可彼此獨立地行進。
以下將藉助在附圖中所示的實施例來描述本發明。


圖1表示一個裝配裝置的裝配頭及一個元件載體的側視圖；圖2根據圖1的裝配頭的另一側視圖；圖3另一個裝配裝置的另一種裝配頭及一個元件載體的側視圖；圖4圖3中一部分的俯視圖；圖5類似於圖4的在一個直線導軌上具有兩個裝配頭的另一裝配裝置。
根據圖1及2，設有一個可按水平箭頭在兩個坐標方向上行進的裝配頭1及一個基座2，在基座上繞水平軸可轉動地支承著一個支架3。在支架3的下面具有一個水平放置的、例如設計成印刷電路板的元件載體4。支架3設有星形分布的、在徑向上伸出的抓取器5，它們譬如被構成吸管，在其上吸抓電元件6。支架具有兩排在軸向前後布置的抓取器5。光電臺7被固定在基座2上並對準一個抓取器對的自由端。光電臺7用於對通過支架3的步進旋轉驅動裝置攜帶到該光電臺視野中的元件作精確的狀態識別。
元件載體4位於支架3的一個插放位置的下面。在該位置上，每個抓取器5可藉助一個位移驅動裝置8下降到元件載體4上，由此可使相應的元件6插放到元件載體4上。支架3對於每個抓取器5總設有一個自己的位移驅動裝置8。由此可實現在支架3上設置較大數目的抓取器排並使裝配效率相應地提高。
根據圖3及4，另一種裝配頭9的支架2可在被固定於該裝配裝置上的直線導軌10中在一個坐標方向上行進。這裡裝配頭9的旋轉軸對元件載體4垂直地定向。一個支架10具有圓環形布置的抓取器5，它們同樣相對元件載體4垂直地設置。這裡也是對每個抓取器5設置一個自己的位移驅動裝置8。
可以作到在支架11上設置第二排圓環形分布的抓取器，如以點劃線的圓所表示的。
對於抓取器5的部分圓直徑值這樣地定尺寸，即它將在元件載體4的整個寬度上覆蓋元件載體。通過相應抓取器5轉動到一個適當位置上，可以作到使元件6在離直線導軌不同的距離上插放到元件載體4上，其中另一坐標方向通過沿直線導軌10的相應行進距離來調整。元件6的角度位置可通過抓取器5的旋轉驅動裝置變更，其中對每個抓取器5配置了一個自己的旋轉驅動裝置，它與位移驅動裝置8組合成一個結構單元。支架11的角度位置可被這樣細分度地調節，即元件6可在距直線導軌任意的距離處被插放在元件載體上。
在元件載體4的兩側在直線導軌10的下面設有元件輸送裝置12，裝配頭9可在其上行進。元件輸送裝置12垂直於直線導軌地在一個寬度上排成列，它們仍被裝配頭9覆蓋。以與插放元件6類似的方式，這裡也可通過支架(11)的不同角度位置及裝配頭9沿直線導軌10的相應行進運動使一個抓取器5傳送到元件輸送裝置12的取件位置13上。然後通過位移驅動裝置8使抓取器以這樣的程度降低在元件6上，即可以從元件輸送裝置12上取到該元件。
圖5表示根據圖4的裝配裝置的一個變型，其中在一個伸展的直線導軌10中兩個成串排列的裝配頭9被引導並相互獨立地被驅動。這兩個裝配頭9每次可達到元件輸送裝置的一組取件位置13，及以這樣的程度行進到元件載體4上，即每個抓取器5將可定位在元件載體4的每個插放位置上。在該裝置中，裝配頭9可交替地取件及插件，以使得裝配效率相應提高。
權利要求
1．一種藉助至少一個裝配頭裝配帶有電元件(6)的元件載體(4)的裝配裝置，該裝配頭由一個可相對元件載體(4)移動的基座(2)及至少可在其旁可動地被支承的、用於多個元件(6)的抓取器(5)的支架(3)組成，其中抓取器最好設計成吸管，其中基座(2)具有至少一個用於元件(6)的操作臺，抓取器(5)從該操作臺旁經過，其中每個抓取器(5)繞自己的中心軸可轉動地支承在支架(3)中，其中至少位於插件位置中的抓取器(5)可沿其轉軸下降到元件載體(4)上，及其中裝配頭設有使抓取器(5)移動及轉動的裝置，其特徵在於在移動支架(3)上，對每個抓取器(5)配置了一個自己的可單獨控制的位移驅動裝置(8)，用於使抓取器(5)下降。
2．根據權利要求1的裝配裝置，其特徵在於對每個抓取器(5)配置了一個自己的旋轉運動驅動裝置。
3．根據權利要求2的裝配裝置，其特徵在於位移驅動裝置(8)及旋轉運動驅動裝置組合成一個組合的驅動單元，它具有多個同心分布的磁鐵，它們被設置在多個軸向疊放的環中。
4．根據權利要求1至3中一項的裝配裝置，其特徵在於支架(3)上設有可相對基座(2)相對運動的多排抓取器(5)。
5．根據權利要求4的裝配裝置，其特徵在於對於每排抓取器至少配置一個操作臺(例如7)。
6．根據權利要求4的裝配裝置，其特徵在於操作臺至少檢測兩個抓取器排。
7．根據權利要求6的裝配裝置，其特徵在於操作臺被設計成光電臺(7)，用於識別元件(6)抓取器(5)上的位置；光電臺(7)的視野至少覆蓋兩個抓取器排；及一個與光電臺(7)相連接的求值裝置，用於對各個抓取器排設置的觀察區分開地求值。
8．根據以上權利要求中一項的裝配裝置，其特徵在於在基座(2)上可轉動地支承著一個轉輪形式的支架(3)。
9．根據權利要求8的裝配裝置，其特徵在於基座(2)可在至少一個坐標方向上移動地支承在裝配裝置上。
10．根據權利要求9的裝配裝置，其特徵在於支架(3)的轉軸與元件載體(4)的插放平面平行地定向；及抓取器(5)在至少一個旋轉面中徑向伸出地布置在支架(3)上。
11．根據權利要求9的裝配裝置，其特徵在於支架的轉動軸傾斜於插放表面；及抓取器圓錐形分布地設置在支架上。
12．根據權利要求8或9的裝配裝置，其特徵在於支架(11)的轉軸垂直於插放平面；及垂直於插放平面的抓取器(5)被環形分布地設置在支架(11)上。
13．根據權利要求12的裝配裝置，其特徵在於抓取器(5)被設置在不同直徑的至少兩個環中。
14．根據權利要求12或13的裝配裝置，其特徵在於抓取器(5)最外環的直徑至少等於裝配裝置裝配區域的寬度；元件載體(4)或裝配裝置上的裝配頭(9)可垂直於該第一坐標方向移動；及支架(3)在基座(2)上可細分度地轉動到一個角度位置，在該位置上相應元件(6)以預定的第一坐標距離被插放到元件載體(4)上。
15．根據權利要求14的裝配裝置，其特徵在於在裝配裝置上在裝配區域的外面設置元件輸送裝置(12)；元件載體(4)暫時地被固定在裝配裝置旁的一個確定位置上；裝配頭(9)可在元件輸送裝置(12)及裝配區域之間移動，元件輸送裝置的取件位置(13)被布置在抓取器(5)的覆蓋區域內。
16．根據權利要求15的裝配裝置，其特徵在於裝配裝置設有至少兩個可彼此獨立移動的裝配頭(9)。
17．根據權利要求16的裝配裝置，其特徵在於裝配頭(9)可在一個公共的驅動及導向系統中行進。
全文摘要
一種多裝配頭,具有多個用於取元件(6)的抓取器(5)。每個抓取器(5)具有一個自己的位移驅動裝置(8),藉助它相應的抓取器(5)可下降到元件載體(4)上。由此可實現極大地提高裝配裝置的裝配效率。
文檔編號H05K13/04GK1303580SQ99806850
公開日2001年7月11日 申請日期1999年3月25日 優先權日1998年4月9日
發明者P·德雷克塞爾 申請人:西門子公司